מאזדה 2 החדשה עם צריכה של 30 ק"מ לליטר דלק - עבודה בעיניים או נתון הגיוני ?

[yaron_z]

1. שיפור היכולת האווירודינמית, לרוב ע"י ספויילרים.

 

מעניין מה שאמרת...

[Haim_gds]

מספר האוקטן מספק את נתון ההתנגדות של הבנזין להתלקחות עצמית.

יחס הדחיסה מתאר את נפח הצילינדר בנקודה מתה תחתונה אל מול הנפח בנקודה העליונה.

 

במנועים עם הזנת דלק רגילה הדחיסה הגבוהה בזמן עומס יוצרת תנאי לחץ וחום כאלה שגורמים לתערובת להתלקח מעצמה וליצירת צלצולים מזיקים.

 

במנוע הזרקה ישירה מה שנדחס זה אוויר ללא בנזין (כמו במנוע דיזל), אין מה שיכול להתלקח מעצמו והבנזין מוזרק למנוע רק בסמוך למועד הפיצוץ באמצעות מזרקים שזמן התגובה שלהם נמדד במיקרו שניות (לעומת מילי שניות במזרקים רגילים) - מהסיבה הזו מנוע הזרקה ישירה יכול להסתפק באוקטן בנזין נמוך מאוד יחסית.

 

רק להמחשה, מנוע הרכב שלי הוא בעל יחס דחיסה של 1/12 ועדיין הוא מסתפק באוקטן 95, בלי שהצלחתי להבחין בשום הבדל בינו לבין אוקטן 98.

אפשר מקורות בנוגע לפעולת מנוע בהזרקה ישירה? לכאורה, מה שתיארת הוא מנוע דיזל בתכלס. אך במנוע דיזל זמן וספיקת ההזרקה הם שמגבילים את סל"ד (והספק), מסקרן לראות כיצד זה נפתר במנוע הזרקה ישירה.

[dorki]

ממש לא דיזל, הגבלת ההספק נעשית בדרך של שליטה על כמויות האוויר, בדיזל כמות האוויר קבועה וההספק נקבע לפי כמות הסולר שמוזרקת.

 

אגב, למיטב ידיעתי ברכב שלי ישנו פטנט יחודי לו, לכל צילנדר שני מזרקים:

- האחד להזרקה ישירה והוא פועל בזמן עומס, שאז הצילינדר יונק אוויר למלוא נפחו מה שגורם ללחץ וטמפ' גבוהים בנקודה מתה עליונה.

- השני הזרקה על סעפת היניקה כמקובל והוא פועל בזמני עומס נמוך כשהלחץ בתא השריפה נמוך יחסית ואז יתרונות ההזרקה הקונבנציונלית באים לידי ביטוי, עירבול טוב יותר וחסכון בדלק.

 

את ההחלטה מי יפעל מתי, מקבל מחשב חכם.

[misheu]

אפשר הסבר קצר על ההבדל בין אוקטן 95 ל 98 ודעה על NISAN ECO MICRA, צריכת דלק של 21:1 - "דלק רק פעם ב..."?

[menir1]

במנוע הזרקה ישירה מה שנדחס זה אוויר ללא בנזין (כמו במנוע דיזל), אין מה שיכול להתלקח מעצמו והבנזין מוזרק למנוע רק בסמוך למועד הפיצוץ באמצעות מזרקים שזמן התגובה שלהם נמדד במיקרו שניות (לעומת מילי שניות במזרקים רגילים) - מהסיבה הזו מנוע הזרקה ישירה יכול להסתפק באוקטן בנזין נמוך מאוד יחסית.

 

לא מדוייק - במנוע הזרקה ישירה מערכת ניהול המנוע מבקרת בצורה רציפה מספר רב של פרמטרים ובהתאם משנה את תצורת הבעירה בצילנידר (בפועל אין מצערת). התאור של dorki נכון למצב פעולה מסויים של תערובת ענייה בעומס נמוך (היכולה להגיע עד יחס תערובת אויר/דלק של 1/65). מצב זה מתרחש בד"כ בשיוט רגוע במהירות קבועה (בכביש מהיר למשל במהירות של 90 קמ"ש). במצב זה (ובמצב זה בלבד!) ההזרקה מתבצעת כמו בתאור של dorki, והרגישות למספר האוקטן זניחה.

אולם כאשר נדרשת האצה בעומס משתנה, הדלק מוזרק בלחץ גבוה מאד גם במהלך פעולת היניקה לטובת תערובת הומוגנית (ביחס תערובת משתנה, עד יחס של 1/15 לערך בעומס מלא), כך שבזמן פעולת הדחיסה (המתרחשת הטמפ' גבוהה מאד) עלול להתרחש פיצוץ לא מבוקר של התערובת אם משתמשים בדלק לא מתאים.

 

מערכת ניהול המנוע לרב מתוכננת לעבוד בטווח רחב ככל האפשר של אוקטן (בהתבסס על חיישן הנקישות), תחת מגבלות פיזקאליות של איחור מקסימאלי אפשרי של ההצתה. למשל במנועי 1.2 ו-1.4 TSI המיפוי האופטימאלי של תזמוני הזרקה ויחס תערובת תוכנן עבור אוקטן 98, אך המחשב יכול להתמודד עם דלק באוקטן 95 ע"י איחור ההצתה ו/או העשרת תערובת הדלק אשר בין היתר מצננת את טמפ' האויר הדחוס (אך מגדילה את תצרוכת דלק...) וכך מקטינה הסיכוי לנקישות ("צלצולים").

 

ככל שיחס הדחיסה גבוה יותר, גם מספר האוקטן חייב לעלות כדי לאפשר עבודה תקינה של המנוע גם בהאצות תחת עומס משתנה אשר מחייבות תזמון משתנה של הזרקת הדלק. אין ארוחות חינם!

[yehuda-k]

אבל יחס הדחיסה הוא 1:14 , מאחר והצריכה שרשומה שם היא 1-30 , ויחס הדחיסה הגבוה.האם זה אומר שדלק באוקטן 95 יתן את אותם תוצאות או שצריך לתדלק ב 98 על מנת לקבל את תוצאת צריכת הדלק.

 

ככל שיחס הדחיסה גבוה יותר, גם מספר האוקטן חייב לעלות כדי לאפשר עבודה תקינה של המנוע גם בהאצות תחת עומס משתנה אשר מחייבות תזמון משתנה של הזרקת הדלק. אין ארוחות חינם!

לא מדויק מבחינת השאלה של פותח השרשור. מנוע הפועל לפי מחזור אטקינסון-מילר כאשר יחס הדחיסה גבוה ( 1:14 במאזדה הנדונה) סביר שיסתפק בדלק 95 , בדיוק כמו שמנוע הפריוס ( 1:13 ) מסתדר . הסיבה היא שיחס הדחיסה הגבוה קים במהלך הכוח (ומגדיל היעילות) אבל אפקטיבית קטן יותר במהלך הדחיסה (ומאפשר דלק באוקטן לא גבוה).

 

יהודה

[BMW]

הסיבה היא שיחס הדחיסה הגבוה קים במהלך הכוח (ומגדיל היעילות) אבל אפקטיבית קטן יותר במהלך הדחיסה (ומאפשר דלק באוקטן לא גבוה).

מרבית המנועים שאנו מכירים ובהם אנו משתמשים אינם כוללים אפשרות של יחס דחיסה משתנה.

מנועים בעלי יחס דחיסה משתנה (VCR) נותנים יכולת לשנות את יחס הדחיסה שהלם באופן דינמי אך הם אינם שכיחים בשוק העולמי (אולי בגלל בעיות הנדסה כאלו ואחרות שעדיין לא נפתרו באופן מושלם).

 

מה שכן משתנה, ואולי זו כוונתך, זהו יחס הדחיסה הדינמי כאשר המשחק המתבצע בכמויות ההזרקה, לפי רמת העומס הרגעית של המנוע- זה נגזר מהעובדה שללחץ המתפתח בהזרקה בתא הבעירה (יחס לחצים) יש קשר ישיר ליחס הדחיסה לפי משוואות תרמודינמיות (תהליך איזנטרופי-אדיאבטי).

על כל מקרה, יחס הדחיסה הסטטי (1:10 ברוב המכונית, 1:14 במאזדה המדוברת כאן) אינו משתנה והוא הערך המקסימלי התכנוני עבור המנוע.. הדינמי יכול להשתנות מטה בהתאם לעומס ולגאונות מחשב ההזרקה.

 

ההסבר של דורקי נכון :

במנוע הזרקה ישירה מה שנדחס זה אוויר ללא בנזין (כמו במנוע דיזל), אין מה שיכול להתלקח מעצמו והבנזין מוזרק למנוע רק בסמוך למועד הפיצוץ באמצעות מזרקים שזמן התגובה שלהם נמדד במיקרו שניות (לעומת מילי שניות במזרקים רגילים) - מהסיבה הזו מנוע הזרקה ישירה יכול להסתפק באוקטן בנזין נמוך מאוד יחסית.

המעבר למערכות הזרקה ישירות, שהיו אבן דרך במנועי הדיזל ועשו דרכם למנועי הבנזין, מונעות מצב של התלקחות מוקדמת בצלנידר וכך מתקבל טווח שימוש רחב יותר באוקטן המוזרק.

מפות תזמון ההזרקה המשוכללות שפותחו אצל יצרני הרכב בעולם מאפשרות הגדלת נצילות (עליה ביחס הדחיסה- זוהי הדרך הקלה המרכזית והפשוטה ביותר לעלות נצילות במנוע בעירה פנימית) מבלי לחשוש ממצב של הצתה מוקדמת.

 

שורה תחתונה- בטכנולוגיה של ימנו הכל תלוי בתכנון המקדים של המנוע.

לפני עשור, כנראה שהמאזדה 2 המדוברת הייתה דורשת במינימום אוקטן 98 וגם אז אני בספק שהכל היה מתנהל מושלם.

היום, לאור הפיתוחים שרשומים לעיל, אין שום בעיה לתדלק מנועים עם יחס של 1:14 גם באוקטן 95.

[guyst]

BMW, אני מניח שהוא מתכוון לכך שיחס הדחיסה אפקטיבית משתנה ע"י תזמון השסתומים. שסתום היניקה במנועים אלו נסגר מאוחר מאוד וכך חלק מהאוויר שנכנס לצילינדר יוצא החוצה, כך הלחץ והטמפ' המקסימליים בצילינדר נמוכים יותר. אשמח לשמוע יותר על יחס דחיסה דינמי, לא הבנתי כוונתך שם

[menir1]

שוב, ההסבר של dorki נכון באופן כללי, אך במצבים של תאוצה בעומס משתנה הדלק מוזרק קודם כדי להגיע למצב של תערובת הומוגנית (מבחינת הפיזור של חלקיקי הדלק בכל חלל הבעירה הפנימית) כדי להגיע לאנרגיה אפקטיבית יותר בזמן הפיצוץ. במצבים אלו דלק נחות עלול להתלקח לפני תזמון הניצוץ.

[guyst]

'אנרגיה אפקטיבית'? לא מצאתי בויקיפדיה...התכוונת לשריפה מלאה?

 

או שתתפתח דטונציה

[BMW]

תעשו הפרדה בין יחס דחיסה סטטי במנוע בעירה פנימית שזה היחס שכולנו מכירים ועליו אנחנו מדברים באופן שוטף, דהיינו- יחס הנפחים בצילנדר בין BDC לבין TDC לבין יחס דחיסה דינמי שהוא מושג חדש יחסית בעולם מכונות החום (מנועי בעירה פנימית).

היחס דחיסה הסטטי זהו יחס קבוע (תאורטית) והוא נולד ע"פ גאומטריה של המידות במנוע.

 

יחס דחיסה דינמי הוא תולדה של מערכות ההזרקה השונות והחדשות (הזרקה ישירה, מפות תזמון) והוא למעשה מתייחס לאותם מצבים שבהם נשלטת תנועת הסתומים בזמן הפתיחה והסגירה המוקדמת/מאוחרת שלהם.

בהזרקה ישירה מתווסף יחס לחצים שהוא נגזר מאופן הזרקת הדלק באופן ישיר בתא הבעירה ועל כן התערובת הנדחסת והמתלקחת יוצרת הבדלי לחצים בהתאם לכמויות (ע"פ עומס המנוע ברגע רגעי נתון)- כאן ישנו ערך האפקטיביות, אך את המושג שרשמתם למעלה "יחס דחיסה אפקטיבי" אינני מכיר.

 

יחס הדחיסה הסטטי הוא קבוע! במנועים מסוג VCR ניתן לשנות אותו אך בשאר המנועים השכיחים והמוכרים לנו הוא ערך קבוע מראש.

יחס הדחיסה הדינמי ניתן לשינוי אך ורק יחדיו עם תזמון שסתומים משתנה, אחרת הוא הופך להיות יחס דחיסה סטטי לכל דבר.

 

על כל מקרה, יחס דחיסה דינמי לעולם יהיה נמוך מיחס דחיסה סטטי שהוא הערך המירבי המקסימלי שהמנוע יכול לתת.

[menir1]

BMW, אודה לך אם תתייחס ספציפית לנושא האוקטן - איך מנוע עם יחס דחיסה סטטי של 1:14 יכול להשתמש בדלק באוקטן 95 גם במצבים של תאוצה בעומס? להבנתי, במצבים אלו תזמון ההזרקה נעשה מוקדם יותר (מאשר בשיוט לדוגמא) כדי "לבנות" תערובת הומוגנית. במצב זה דלק 95 יגרום להתלקחות עצמית.

[BMW]

את כל הנתונים והפירוט שרשמתי למעלה כתבתי לאחר קריאת מאמרים מעמקים ונסיון שצברתי הן בלימודי ההנדסה והן בעבודה מעשית עם מנוע דיזל במשך מספר רב של שנים.

את התשובה לשאלתך אני אנסה לתת ע"פ הערכה מושכלת, קח בחשבון שהיא לא בהכרח נכונה ב-100% כי אין לי סימוכין או ספרות טכנית לאמת את זה:

 

במנועים בהם אין יחס דחיסה דינמי, קרי תזמון שסתומים מבוקר ומפת תזמון יחד עם הזרקה ישירה בתא הבעירה, אני לא רואה אפשרות שבמנוע בעל יחס דחיסה סטטי בלבד של 1:14 לא יהיו צלצולים והצתה מוקדמת.

במנועים בהם כן קיים יחס דינמי, מניעת ההצתה המוקדמת מתבצעת בעזרת יחס הלחצים המשתנה ואפשרויות התזמון המתקבלות.

 

גם בעומס מלא עובדת מערכת בקרה ממוחשבת על תזמון ההזרקה.

מפת התזמון אכן משתנה בהתאם לעומס המנוע (גם בתאוצה) והזרקת הדלק באיחור (יחסית) לאחר שלב הדחיסה מונעת מצב של התלקחות מקדימה.

 

החסרון המתקבל הוא ברור- הפסד מסויים בהספק המנוע! לטעמי זהו מחיר מינימלי שאתה משלם על זה שאתה משתמש בדלק בעל אוקטן נמוך יותר וזול יותר.

בשימוש בדלק בעל אוקטן גבוהה יותר, חיישן נקישות יחד עם ממשקים נוספים במחשב המנוע יכולים לשנות באופן רציף את מפת התזמון ולהקדים במעט (או לאחר בפחות) את ההזרקה בתא הבעירה, תוך כדי שמירה על ביצועים מירביים.

[yehuda-k]

BMW, אודה לך אם תתייחס ספציפית לנושא האוקטן - איך מנוע עם יחס דחיסה סטטי של 1:14 יכול להשתמש בדלק באוקטן 95 גם במצבים של תאוצה בעומס? quote]

 

חבל שאתה לא קורא את הלינק שנתתי קודם על מחזור מילר - אטקינסון. תקרא ותבין מדוע יחס הדחיסה האפקטיבי בפעימת הדחיסה הוא נמוך יותר ומאפשר שימוש בדלק 95 .

 

יהודה

[menir1]

צ'טערת יהודה, הלינק שלך מביא אותי לאיזשהו "מילון" על מונחים בסיסיים ביותר. אני אשמח לקבל את הלינק המקורי.